關(guān)于4G模組LuatOS開發(fā)：通用加解密函數(shù)(crypto)|全攻略

本次我要說的攻略是關(guān)于4G模組LuatOS開發(fā)的通用加解密函數(shù)，我以我常用的Air780E模組為例子供大家參考。

一、加解密概述

加解密算法是保證數(shù)據(jù)安全的基礎(chǔ)技術(shù)，無論是在數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)，還是用戶身份驗(yàn)證中，都起著至關(guān)重要的作用。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和信息安全威脅的增加，了解并掌握常用的加解密算法已經(jīng)成為開發(fā)者和安全從業(yè)者的必修課。

常見的15種加密解密算法分別是：散列哈希[MD5、SHA1、CRC32]，對(duì)稱[DES，3DES（TDEA、Triple DES），AES、，Blowfish，RC4、RC5，IDEA]，Base64、Rabbit、Escape。

【三種分類】

1、對(duì)稱加密：
對(duì)稱加密是指加密和解密使用同一個(gè)密鑰的加密方法.由于加密和解密過程中的密鑰相同，因此需要在通信雙方之間安全地共享密鑰.對(duì)稱加密的速度較快，適合用于大量數(shù)據(jù)的加密

2、非對(duì)稱加密：
非對(duì)稱加密算法采用一對(duì)密鑰：公鑰和私鑰.公鑰用于加密，私鑰用于解密.由于加密和解密使用不同的密鑰，非對(duì)稱加密算法解決了密鑰分發(fā)的問題，是當(dāng)前加密系統(tǒng)中安全性最高的加密技術(shù)之一.

3、Hash算法：
這是一種不可逆的算法，它常用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性

二、演示功能概述

本文章通過 Air780 的核心板燒錄 LuatOS 示例代碼，來演示有關(guān)加解密的各種 API 的功能。

https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air780E/tree/master/demo/crypto
(復(fù)制鏈接查看 crypto 的 demo 例子)

API 的具體用法，讀者可以參考本文中的"五、API 說明"。

三、硬件準(zhǔn)備

3.1 Air780E 核心板

使用Air780E核心板，如下圖所示：

此核心板的詳細(xì)使用說明參考：
https://docs.openluat.com/air780e/product/

Air780E產(chǎn)品手冊(cè)中的 《開發(fā)板Core_Air780E使用說明》，寫這篇文章時(shí)最新版本的使用說明為：《開發(fā)板Core_Air780E使用說明》；若在使用過程中遇到任何問題，可以直接參考這份使用說明文檔。

3.2 SIM 卡

中國大陸環(huán)境下，可以上網(wǎng)的sim卡，一般來說，使用移動(dòng)、電信、聯(lián)通的物聯(lián)網(wǎng)卡或者手機(jī)卡都行。

3.3 PC 電腦

請(qǐng)準(zhǔn)備一臺(tái)配備 USB 接口且能夠正常上網(wǎng)的電腦。

電腦操作系統(tǒng)為：
WIN10以及以上版本的WINDOWS系統(tǒng)。

3.4 數(shù)據(jù)通信線

帶TYPE-C口的USB數(shù)據(jù)線.

四、軟件環(huán)境

4.1 Luatools 工具

要想燒錄 LuatOS 到 4G 模組中，需要用到的調(diào)試工具：Luatools

詳細(xì)使用說明參考：
Luatools工具使用說明：
https://docs.openluat.com/Luatools/

Luatools 工具集具備以下幾大核心功能：

一鍵獲取最新固件：自動(dòng)連接服務(wù)器，輕松下載最新的模組固件.

固件與腳本燒錄：便捷地將固件及腳本文件燒錄至目標(biāo)模組中.

串口日志管理：實(shí)時(shí)查看模組通過串口輸出的日志信息，并支持保存功能.

串口調(diào)試助手：提供簡潔的串口調(diào)試界面，滿足基本的串口通信測試需求.

Luatools下載之后，新建一個(gè)命名為 "Luatools" 的文件夾,將下載的Luatools_v3.exe拷貝或移動(dòng)到新建的Luatools文件夾內(nèi)，點(diǎn)擊 Luatools_v3.exe 即可運(yùn)行。

4.2 準(zhǔn)備需要燒錄的代碼

首先要說明一點(diǎn)：腳本代碼， 要和固件的soc文件一起燒錄。

4.2.1燒錄的底層固件文件

底層 core 下載地址：

LuatOS 固件版本下載地址：

https://docs.openluat.com/air780e/luatos/firmware/

Air780E 的底層固件在 Luatools 解壓后目錄的：
LuatOS-SoC_V1112_EC618_FULL.soc

4.2.2燒錄的腳本代碼

首先要下載 Air780 的 LuatOS 示例代碼到一個(gè)合適的項(xiàng)目目錄，
示例代碼網(wǎng)站：
https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air780E

下載流程參考下圖:

下載的文件解壓，找到 LuatOS-Air780E-masterdemocryptomain.lua，如圖:

五、API 說明

5.1 crypto.md5(str)

計(jì)算 md5 值

參數(shù)

返回值

例子

5.2 crypto.hmac_md5(str, key)

計(jì)算 hmac_md5 值

參數(shù)

返回值

例子

5.3 crypto.sha1(str)

計(jì)算 sha1 值

參數(shù)

返回值

例子

5.4 crypto.hmac_sha1(str, key)

計(jì)算 hmac_sha1 值

參數(shù)

返回值

例子

5.5 crypto.sha256(str)

計(jì)算 sha256 值

參數(shù)

返回值

例子

5.6 crypto.hmac_sha256(str, key)

計(jì)算 hmac_sha256 值

參數(shù)

返回值

例子

5.7 crypto.sha512(str)

計(jì)算 sha512 值

參數(shù)

返回值

例子

5.8 crypto.hmac_sha512(str, key)

計(jì)算 hmac_sha512 值

參數(shù)

返回值

例子

5.9 crypto.base64_encode(data)

將數(shù)據(jù)進(jìn)行 base64 編碼

參數(shù)

返回值

例子

5.10 crypto.base64_decode(data)

將數(shù)據(jù)進(jìn)行 base64 解碼

參數(shù)

返回值

例子

5.11 crypto.cipher_list()

獲取當(dāng)前固件支持的 cipher 列表

參數(shù)

無

返回值

例子

5.12 crypto.cipher_suites()

獲取當(dāng)前固件支持的 cipher suites 列表

參數(shù)

無

返回值

例子

5.13 crypto.cipher_encrypt(type, padding, str, key, iv)

對(duì)稱加密

參數(shù)

返回值

例子

5.14 crypto.cipher_decrypt(type, padding, str, key, iv)

對(duì)稱解密

參數(shù)

返回值

例子

5.15 crypto.crc16(method, data, poly, initial, finally, inReversem outReverse)

計(jì)算 CRC16

參數(shù)

返回值

例子

5.16 crypto.crc16_modbus(data, start)

直接計(jì)算 modbus 的 crc16 值

參數(shù)

返回值

例子

5.17 crypto.crc32(data)

計(jì)算 crc32 值

參數(shù)

返回值

例子

5.18 crypto.crc8(data, poly, start, revert)

計(jì)算 crc8 值

參數(shù)

返回值

例子

5.19 crypto.crc7(data, poly, start)

計(jì)算 crc7 值

參數(shù)

返回值

例子

5.20 crypto.checksum(data, mode)

計(jì)算 checksum 校驗(yàn)和

參數(shù)

返回值

例子

5.21 crypto.trng(len)

生成真隨機(jī)數(shù)

參數(shù)

返回值

例子

5.22 crypto.totp(secret,time)

計(jì)算 TOTP 動(dòng)態(tài)密碼的結(jié)果

參數(shù)

返回值

例子

5.23 crypto.md_file(tp, path, hmac)

計(jì)算文件的 hash 值(md5/sha1/sha256 及 hmac 形式)

參數(shù)

返回值

例子

5.24 crypto.md(tp, data, hmac)

計(jì)算數(shù)據(jù)的 hash 值(md5/sha1/sha256 及 hmac 形式)

參數(shù)

返回值

例子

5.25 crypto.hash_init(tp)

創(chuàng)建流式 hash 用的 stream

參數(shù)

返回值

例子

5.26 crypto.hash_update(stream, data)

流式 hash 更新數(shù)據(jù)

參數(shù)

返回值

無

例子

5.27 crypto.hash_finish(stream)

獲取流式 hash 校驗(yàn)值并釋放創(chuàng)建的 stream

參數(shù)

返回值

例子

六、功能驗(yàn)證

6.1 燒錄固件

6.1.1正確連接電腦和 4G 模組電路板

使用帶有數(shù)據(jù)通信功能的數(shù)據(jù)線，不要使用僅有充電功能的數(shù)據(jù)線.

6.1.2識(shí)別 4G 模組的 BOOT 引腳

在下載之前，要用模組的 BOOT 引腳觸發(fā)下載， 也就是說，要把 4G 模組的 BOOT 引腳拉到 1.8v，或者直接把 BOOT 引腳和 VDD_EXT 引腳相連.我們要在按下 BOOT 按鍵時(shí)讓模塊開機(jī)，就可以進(jìn)入下載模式了.

具體到 Air780E 開發(fā)板:

1、當(dāng)我們模塊沒開機(jī)時(shí)，按著 BOOT 鍵然后長按 POW 開機(jī).

2、當(dāng)我們模塊開機(jī)時(shí)，按著 BOOT 鍵然后點(diǎn)按重啟鍵即可.

6.1.3識(shí)別電腦的正確端口

判斷是否進(jìn)入 BOOT 模式：模塊上電，此時(shí)在電腦的設(shè)備管理器中，查看串口設(shè)備， 會(huì)出現(xiàn)一個(gè)端口表示進(jìn)入了 BOOT 下載模式，如下圖所示：

6.1.4 用 Luatools 工具燒錄

新建項(xiàng)目

首先，確保你的 Luatools 的版本，大于等于 3.0.6 版本。

在 Luatools 的左上角上有版本顯示的，如圖所示：

Luatools 版本沒問題的話， 就點(diǎn)擊 Luatools 右上角的“項(xiàng)目管理測試”按鈕，如下圖所示：

這時(shí)會(huì)彈出項(xiàng)目管理和燒錄管理的對(duì)話框，可以新建一個(gè)項(xiàng)目,如下圖：

開始燒錄

選擇 Air780E 板子對(duì)應(yīng)的底層 core 和剛改的 main.lua 腳本文件.下載到板子中.

點(diǎn)擊下載后，我們需要進(jìn)入 BOOT 模式才能正常下載.

如果沒進(jìn)入 BOOT 模式會(huì)出現(xiàn)下圖情況:

進(jìn)入 BOOT 模式下載,如圖:

6.2 例程

參考以下示例，本庫有專屬 demo，復(fù)制鏈接查看 crypto 的 demo 例子：
（https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air780E/tree/master/demo/crypto）

6.3 對(duì)應(yīng) log

分享完畢。